Neparasti kvantu daļiņu uzvedība jaunā eksperimentā

Neparasti kvantu daļiņu uzvedība jaunā eksperimentā

Fiziķi ir parādījuši, ka ir nepieciešamas tikai 7 kvantu daļiņas, lai viņi rīkotos tā, it kā tie būtu iegremdēti miljardā pūļa. Lielā mērogā viela iet cauri dažādām transformācijām, ko sauc par fāzes pārejām, kur (piemēram) ūdens nonāk ledus vai tvaikā. Pētnieki ir pieraduši redzēt tādas lietas lielās molekulu masās, bet nekad šādā mazā klasterī.

Jaunā pētījumā zinātnieki izsekoja fāžu pārejas sistēmās, kuras pārstāvēja septiņas gaismas daļiņas (fotoni), kas ieguva eksotisku fizisko stāvokli - Bose-Einšteina kondensātu (BCE). Tas ir fizisks stāvoklis, kas tiek sasniegts pēc materiāla ultrakoldās temperatūrās, kur daļiņas sāk sajaukt un darboties vienoti.

Tā kā fotoni ir gaismas paketes, tie tiek radīti no enerģijas, nevis no tā, kas padara dīvainu mainīt fāzi. Taču 2010. gadā vācu pētnieki varēja pierādīt, ka gaismas daļiņas, kas spēj rīkoties kā CBA. Lai noķertu fotonus, zinātnieki izveidoja nelielu spoguli un piepildīja to ar krāsainām krāsām. Kad gaismas daļiņas nokrita krāsvielu daļiņās, tā absorbēja pirmo un atkārtoti emitēja. Tāpēc fotoni aizņēma vairāk laika, lai pārvietotos pa kameru, kas faktiski palēnināja tās. Tā rezultātā kamera kļuva par telpu, kurā pētnieki varēja padarīt fotonus lēnus un ievietot tos tuvos attālumos. Tā rezultātā bija skaidrs, kā fotoni sāk sazināties un demonstrēt CBE. Nesenajā eksperimentā komanda vēlējās uzzināt minimālo fotonu skaitu, kas vajadzīgs šādām darbībām. Izmantojot smalku lāzeru, tie katru dienu sūknē fotonus līdzīgi piepildītā krāsu spoguļa slazdā un novēroja maisījuma uzvedību. Izrādījās, ka vidēji 7 fotoni ir pietiekami, lai izveidotu CBE. Šis zemais slieksnis ir nepieciešams, lai noteiktu fāzes pārejas sākumu.

Zinātnieki ir atzīmējuši dažas atšķirības mikro-CBA no fāzes pārejām ar lielāku daļiņu skaitu. Kad ledus uzsilda vairāk par kušanas temperatūru, šķiet, ka uzreiz tas notiek no cietas uz šķidrumu. Tomēr, piedaloties tikai 7 fotoniem, šis process tiek veikts pakāpeniski.

Komentārus (0)
Meklēt